主要成果

01文章导读

畜牧业是中国主要的温室气体排放源之一，随着人口增长和畜产品消费增加，未来一段时期畜牧业生产温室气体排放仍将保持增长趋势，因而厘清畜牧业温室气体排放的历史特征和未来趋势对于推动畜牧业生产低碳转型、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究根据IPCC指南和中国省级温室气体清单编制指南，测算了2000-2020年期间中国31个省份（不包括港澳台）10个牲畜类别全生命周期的温室气体排放量，识别温室气体排放强度的时空演化规律。然后，结合温室气体排放总量和社会经济数据，探究了2000-2020年畜牧生产温室气体排放的驱动因素。最后，基于SSPs情景下的关键参数，采用面板数据模型预测了2001-2060年的畜牧业温室气体排放情况。

02研究结果

畜牧业生产生命周期中的温室气体排放量从2000年的535.47 Mt CO₂e下降到2020年的532.18 Mt CO₂e （图1）。在生命周期的五个环节中，牲畜肠道发酵产生的CH₄始终是最主要的排放源，饲料生产、畜产品加工和牲畜饲养的CO₂排放量分别增长了70.70%、43.94%和30.07%。肠道发酵的NH₄排放、粪便处理产生的N₂O排放和NH₄排放分别下降了24.11%、16.92%和11.23%。CO₂排放量从2000年的159.51 Mt e增加到2020年的236.26 Mt CO₂e，2020年CH₄排放量比2000年下降22.05%，N₂O占畜牧业温室气体总量的比例从2000年的10.41%下降到8.70%。

图1 2000-2020年畜牧业生命周期温室气体排放结构。

区域层面，2000-2020年畜牧业温室气体排放量最高的是华东地区，年均排放量为111.70 Mt CO₂e，年排放量最低的是华南地区，年排放量为33.70 Mt CO₂e（图2）。总体而言，畜牧业温室气体排放呈向北转移的趋势。省级层面，山东、内蒙古和河北是排放量最高的省份，2020年排放量分别为44.77、43.56和36.02 Mt CO₂e，分别占总排放量的8.41%、8.19%和6.77%。2000-2020年畜牧业排放量增幅最大的省份是内蒙古、辽宁和新疆，而降幅最大的为北京、上海和广东。

图2 2000-2020年畜牧业部门温室气体排放量的空间格局（a-e分别代表2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的温室气体排放量）。

单位GDP的温室气体排放量从东南向西北逐渐增加（图3），西藏、青海、新疆和甘肃的排放强度最高。2000年至2020年单位GDP排放量累计下降81.75%，降幅最大的是华南地区（−88.97%），最低的是华北地区（−74.22%）。人均排放量以黑河-腾冲线为界，呈现西高东低的空间特征，南部沿海省份排放强度最低，西藏和青海的人均排放量远高于其他省份（图3）。2020年的人均排放量比2000年下降了11.03%，总体呈波动递减趋势，主要下降区域包括华东、华中和华南地区。

图3 2000-2020年畜牧业温室气体排放强度(a-e分别代表2000、2005、2020、2015和2020年的排放强度)。

在国家层面，经济和效率因素是导致畜牧业温室气体排放变化的主要原因。除2006年和2016年以外，经济因素与温室气体排放量呈正相关。效率因素促进了中国畜牧业的低碳发展，但在不同年份其影响存在差异，如在2008年减少了167.75 Mt CO₂e排放，但在2017年导致了33.66 Mt CO₂e排放。结构因素对中国土地利用效率的影响呈周期性波动，与效率因素的影响相反。劳动力因素是影响中国畜牧业温室气体减排的重要因素，2001-2020年劳动力因素与排放量均呈负相关。在省级层面，大部分省份的经济因素对温室气体排放的贡献率都在40%以上，其中对华北各省的贡献高于其他地区。结构性因素在大部分省份的贡献率小于10%，在23个省份中对温室气体排放有正向影响。效率因素与各省温室气体排放总量呈负相关，对河南、山东、四川三省的减排效果均大于40 Mt CO₂e。劳动力因素对26个省的温室气体排放有负面影响，对华东各省的温室气体减排贡献最大。

图4 2000-2020年全国和省级畜牧业温室气体排放影响因素分解

SSP1-4情景下，预测2021-2060年畜牧业温室气体排放量将呈现先增后减的趋势，而SSP5情景下则表现为逐年增长（图5）。2030年SSP3和SSP5情景下畜牧业温室气体排放量较2020年分别增加了0.18%和6.08%，而其他三种情景下的排放量则有所下降。2060年总排放量最高的是SSP5情景（667.84 Mt CO₂e），最低排放情景是SSP1情景（282.04 Mt CO₂e）。在SSP1-4场景下，畜牧业排放分别在2025年、2027年、2038年和2029年达到峰值。所有情景中，2030年和2060年仅华南、西南和华中地区的排放量低于2020年，表明这三个地区是未来畜牧业减排的优势区域。

图5 2021-2060年SSPs情景下畜牧业的温室气体排放趋势（红点表示温室气体排放峰值）

在一切照旧的中间路径（SSP2）下，预测到2030年中国畜牧业产生的温室气体排放量为491.48 Mt CO₂e。西藏、江苏、河南和内蒙古等16个省份的温室气体排放量呈下降趋势（图6）。东北、华北和西南地区的排放量最高，其中山东、河北和内蒙古等当前的牲畜养殖大省的CO₂排放量大于40 Mt CO₂e。2060年畜牧业温室气体排放量将为352.11 Mt CO₂e，呈现东北和西南两个排放高值区。

图6 2030年和2060年畜牧业温室气体排放量（a和b分别表示SSP2情景下2030年和2060年各省的排放量，c和d分别表示在SSPs情景下2030年和2060年各区域的排放量）

03讨论

研究结果表明，2020年中国畜牧业生产全生命周期温室气体排放约占全国总排放量的3.83%。随着人口增长和畜产品消费的增加，未来一段时期畜牧业生产温室气体排放仍将保持增长趋势，因而促进畜牧业的温室气体减排已经成为落实国家自主目标、促进绿色低碳发展的重要环节。畜牧业温室气体最大的来源是肠道发酵，基于生产视角的减排重点在于改善饲料和消化率，例如使用饲料添加剂和改进牲畜品种；经济因素和效率因素是导致畜牧业温室气体排放变化的主要因素，基于经济因素视角的减排重点在于优化畜牧业的生产结构，推动集约化和规模化生产模式。基于效率因素视角的减排重点在于促进新品种、新技术、新装备的引进、转化和推广，提高畜产品加工流通能力等；2060年，绿色路径（SSP1）、中间路径（SSP2）和不平等差异路径（SSP4）下的温室气体排放低于其他情景，表明优化畜牧业生产的空间布局和区域分工是潜在的减排方向。

原文信息

Dawei He, Xiangzheng Deng, Xinsheng Wang, Fan Zhang. Livestock greenhouse gas emission and mitigation potential in China[J]. Journal of Environmental Management, 2023, 348: 119494.

原文链接：Livestock greenhouse gas emission and mitigation potential in China - ScienceDirect

（贺大为 供稿）